การจัดตาราง Job Shop: ทำไมงานด่วนมักไม่ได้เสร็จเร็วขึ้น

ชิ้นส่วนซ่อมด่วนเข้ามาวันจันทร์ คุณดันงานนี้ขึ้นไปหน้าคิวเครื่องเจียร และเจียรเสร็จก่อนเที่ยง จากนั้นมันก็รออยู่หน้าเตาอบชุบแข็งอีกสองวัน ต่อท้ายล็อตที่รอมาตั้งแต่สุดสัปดาห์ สุดท้ายส่งออกได้วันพฤหัสบดี ซึ่งเป็นวันเดียวกับที่จะส่งได้อยู่แล้วแม้ไม่ได้ทำอะไรเลย

นี่ไม่ใช่เรื่องโชคร้าย แต่เป็นธรรมชาติของโรงงานแบบ Job Shop การจัดตารางการผลิตแบบ Job Shop (Job Shop Scheduling) คือโจทย์การจัดลำดับงานที่แต่ละงานมีเส้นทางของตัวเองผ่านกลุ่มเครื่องจักรที่ใช้ร่วมกัน เพื่อให้คำสั่งซื้อเสร็จตรงเวลาโดยไม่ทำให้หน้างานเต็มไปด้วยงานระหว่างทำ (WIP) จุดที่ยากอยู่ที่คำว่า “เส้นทางของตัวเอง” การตัดสินใจที่เครื่องหนึ่งจะเปลี่ยนคิวของเครื่องอื่นทุกเครื่อง

Job Shop ต่างจากสายการผลิตอย่างไร

ในสายการผลิตแบบต่อเนื่อง (Flow Line) สินค้าทุกตัวผ่านเครื่องเดียวกันในลำดับเดียวกัน คำถามเดียวคือจะเรียงลำดับงานอย่างไร แต่ใน Job Shop งาน 1 ไปเครื่องกัด → เครื่องเจียร งาน 2 ไปเครื่องเจียร → เครื่องกัด งาน 3 ไปเครื่องเลื่อย → เครื่องกัด → ชุบแข็ง → เครื่องเจียร เครื่องจักรถูกใช้ร่วมกัน เส้นทางตัดกันไปมา และงานใช้เวลาส่วนใหญ่ไปกับการรอเครื่องถัดไป

การรอนี้คือ เวลารอคิว (Queue Time) และใน Job Shop จำนวนมาก เวลารอคิวคือส่วนใหญ่ของระยะเวลานำ (Lead Time) ตัวงานจริงเป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ

ตัวอย่างการจัดตาราง Job Shop: 4 งาน 2 เครื่อง

มีสองเครื่อง คือเครื่องกัด (M) และเครื่องเจียร (G) มีสี่งาน ปล่อยเข้าหน้างานพร้อมกันที่ชั่วโมงที่ 0:

• J1: M 3 ชม. → G 2 ชม.
• J2: G 4 ชม. → M 1 ชม.
• J3: M 3 ชม. → G 3 ชม.
• J4 (งานด่วน): G 2 ชม. → M 2 ชม.

แต่ละเครื่องทำงานแบบมาก่อนทำก่อน ถ้ามาพร้อมกันให้เรียงตามหมายเลขงาน

แผน A: ไม่มีงานไหนได้สิทธิ์ก่อน เครื่องเจียร: J2 0–4, J4 4–6, J1 6–8, J3 8–11 เครื่องกัด: J1 0–3, J3 3–6, J2 6–7, J4 7–9 เวลาเสร็จ: J1 8, J2 7, J3 11, J4 9

แผน B: ดัน J4 ขึ้นหน้าคิวเฉพาะที่เครื่องเจียร เครื่องเจียร: J4 0–2, J2 2–6, J1 6–8, J3 8–11 เครื่องกัด: J1 0–3, J3 3–6, J4 6–8, J2 8–9 เวลาเสร็จ: J1 8, J2 9, J3 11, J4 8

J4 แซงคิวไปสี่ชั่วโมงที่เครื่องเจียร แต่เสร็จเร็วขึ้นแค่ชั่วโมงเดียว ทำไม? เพราะมันไปถึงเครื่องกัดตอนชั่วโมงที่ 2 แล้วต้องรอถึงชั่วโมงที่ 6 ต่อท้าย J1 และ J3 การรอแค่ย้ายที่ ไม่ได้หายไป ขณะเดียวกัน J2 เสียเวลาไปสองชั่วโมง

แผน C: ติดป้ายงานด่วนให้ J4 ตลอดทั้งเส้นทาง เครื่องเจียรเหมือนแผน B เครื่องกัด: J1 0–3, J4 3–5, J3 5–8, J2 8–9 เวลาเสร็จ: J1 8, J2 9, J3 11, J4 5

คราวนี้ J4 เสร็จเร็วกว่าแผน A ถึงสี่ชั่วโมง ระยะเวลานำลดจาก 9 ชม. (ทำงาน 4 รอ 5) เหลือ 5 ชม. (ทำงาน 4 รอ 1) J3 ยังเสร็จที่ 11 เพราะช่วงเวลาที่เครื่องเจียรของมันไม่เปลี่ยน ส่วน J2 เสียสองชั่วโมงเท่ากับแผน B

บทเรียนคือ การเร่งรัดงานที่เครื่องเดียวได้ผลเท่าที่คิวถัดไปยอมให้เท่านั้น ถ้าจะเร่งงานไหน ให้เร่งตลอดทั้งเส้นทาง และตัดสินใจไว้ล่วงหน้าว่างานไหนจะเป็นฝ่ายจ่ายราคา

เวลารอคิว อธิบายด้วยด่านตรวจที่สนามบิน

ด่านตรวจความปลอดภัยที่สนามบินคือ Job Shop ที่มีเส้นทางเดียว เมื่อช่องตรวจยุ่งแค่ครึ่งเดียว คุณเดินผ่านไปได้เลย แต่เมื่อเกือบเต็ม แถวจะยาวจนดูเกินสัดส่วนกับจำนวนผู้โดยสารไปมาก

คณิตศาสตร์เบื้องหลังคือ เวลารอเพิ่มขึ้นโดยประมาณตาม u ÷ (1 − u) โดย u คืออัตราการใช้กำลังการผลิต ที่ 80% ค่าตัวคูณคือ 0.8 ÷ 0.2 = 4 ที่ 95% คือ 0.95 ÷ 0.05 = 19 อัตราการใช้เพิ่มขึ้นอีกสิบห้าจุด แต่เวลารอเพิ่มเกือบห้าเท่า

นี่คือเหตุผลที่การปล่อยงานเข้าหน้างานมากขึ้นไม่ได้ทำให้ส่งของได้มากขึ้น มีแต่ทำให้รอนานขึ้น กฎของลิตเติล (Little's Law) สรุปแนวคิดเดียวกันไว้ในบรรทัดเดียว: ระยะเวลานำ = WIP ÷ ปริมาณงานที่ผลิตได้

ความเชื่อผิด ๆ: อัตราการใช้ 100% เป็นสัญญาณที่ดี

ในตัวอย่าง เครื่องเจียรทำงาน 11 จาก 11 ชั่วโมง หรือ 100% และมันก็เป็นเหตุผลที่งานด่วนทุกงานต้องมีงานอื่นมาจ่ายราคาแทน เพราะไม่มีชั่วโมงว่างไว้รองรับอะไรเลย

เครื่องที่ทำงาน 100% ไม่ได้พิสูจน์ว่าโรงงานมีประสิทธิภาพ ส่วนใหญ่แปลว่าเครื่องนั้นคือคอขวด และงานทุกงานในโรงงานกำลังต่อแถวอยู่หน้ามัน เครื่องกัดที่ทำงาน 9 จาก 11 ชั่วโมงมีเวลาเผื่อ และเวลาเผื่อนี่เองที่ทำให้เร่งงานด่วนได้โดยไม่ทำให้คำสั่งซื้ออื่นอีกสองรายการพัง วิธีหาและปกป้องข้อจำกัดที่แท้จริงอยู่ในบทความ การปรับปรุงการผลิตเริ่มที่คอขวด

กฎที่ใช้ได้จริง: ตั้งใจให้เครื่องที่ไม่ใช่คอขวดทำงานต่ำกว่าเต็มกำลัง และอย่าปล่อยงานเกินกว่าที่คอขวดทำเสร็จได้

สี่นิสัยของผู้จัดตาราง Job Shop ที่เก่ง

1. จัดตารางที่ระดับขั้นตอนงาน ไม่ใช่ระดับคำสั่งซื้อ วันครบกำหนดส่งอยู่ที่คำสั่งซื้อ แต่ความล่าช้าเกิดที่ขั้นตอนงาน (Operation)
2. มองล่วงหน้าไปอีกหนึ่งเครื่อง ก่อนขยับงานที่เครื่องเจียร ให้ดูคิวที่เครื่องถัดไปของงานนั้นก่อน
3. ควบคุมการปล่อยงาน การเริ่มงานเร็วแทบไม่เคยทำให้งานเสร็จเร็ว มีแต่ทำให้คิวยาวขึ้น
4. ตัดสินใจว่าใครจ่าย งานด่วนทุกงานมีต้นทุน ระบุงานที่จะเลื่อนออกไปก่อนเร่ง ไม่ใช่หลังเร่ง

หลักการทั่วไปเบื้องหลังเรื่องนี้ เช่น การจัดตารางย้อนหลังและช่วงแช่แข็ง (Frozen Zone) อยู่ในคู่มือ การจัดตารางการผลิต ส่วนคำถามว่าพนักงานควรเลือกงานถัดไปอย่างไรเมื่อมีหลายงานรออยู่ เป็นอีกเรื่องหนึ่งที่อธิบายไว้ใน การปล่อยงานเข้าสายการผลิต (Dispatching)

ใน factory.online หน้าตาเป็นอย่างไร

ใน factory.online ขั้นตอนงานแต่ละขั้นจะอยู่บนแถว Gantt ของเครื่องจักรของตัวเองแบบกำลังการผลิตจำกัด (Finite Capacity) นักวางแผนการผลิตจึงเห็นแท่งของ J4 ทั้งที่เครื่องเจียรและเครื่องกัดพร้อมกัน เมื่อขยับ J4 ขึ้นหน้าที่เครื่องเจียร ช่องว่างหน้าขั้นตอนงานที่เครื่องกัดก็ปรากฏบนแผนภูมิทันที สถานการณ์จำลองการวางแผนช่วยให้เปรียบเทียบแผน B กับแผน C รวมถึงผลที่เกิดกับ J2 ได้ ก่อนที่ใบสั่งงานจะถูกส่งลงหน้างาน

kafaa.ai รองรับการจัดตารางและลำดับงานแบบจ็อบช็อปภายใต้ข้อจำกัดการผลิต ช่วยเปรียบเทียบทางเลือกเมื่อต้องพิจารณาความพร้อมของเครื่องจักร ความสูญเสียจากการตั้งเครื่อง และลำดับความสำคัญของการส่งมอบร่วมกัน

ถ้างานด่วนของคุณยังส่งออกในวันเดียวกับที่จะส่งได้อยู่แล้ว มาดูเส้นทางการผลิตของคุณด้วยกัน